金属工艺学绪论教学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,绪 论,什么叫金属工艺学？,是一门研究有关制造金属零件工艺方法的综合,性,技术基础课。,它主要研究：,（1）各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系；,（2）金属机件的加工工艺过程和结构工艺性；,（3）常用金属材料性能对加工工艺的影响等。,金属工艺学中涉及到的知识点在机械制造工程中的地位。,课程的性质、任务和要求,性质：,研究常用工程材料及其成形方法的综合性课程,体现理论教学与实践环节密切结合的技术基础课程,任务和要求：,了解产品的制造过程,掌握常用工程材料的种类与性能，能初步选用,掌握材料成形的基本原理和工艺特点，能初步运用,如何学好本课程？,即使天上掉馅饼，也只有早起的人才能得到,要付出劳动,是否想学好本课程？,为了应付考试,？,记录老师讲课重点（经常提到）,为了工作需要？,认真读懂教材和参考书,为了扩大知识面？,广泛涉及课外书籍、勤于思考,约 定,字迹工整、按时独立完成作业,课堂内不吃东西,关闭通信等能够发出声音的工具,.,不迟到,金属材料 导论,1.,材料工业的重要程度,材料,作为能制造有用物品的物质，与,能源,和,信息,共同构成了人类社会赖以生存与发展的基本资源，故,材料、能源和信息,并列为,现代科学和现代文明的三大支柱,，而在这三者之间，材料又是最重要的基础。,材料是人类生活与社会发展的主要,物质基础,，其品种、数量和质量是人类文明和社会进步程度的标志。,1.,材料工业的重要程度,历史学家把人类社会的发展按其使用的材料类型划分为,石器时代,、,青铜时代,、,铁器时代,，而今正处于,人工合成材料,的新时代。,我国是世界上最早发现和使用金属的国家之一,商朝的青铜器,春秋战国的铁器,人工合成材料,我国古代在金属工艺学方面的成就,青铜的冶铸技术,越王勾践剑,金 属,Metal,复合材料,Composites,陶 瓷,Ceramic,高分子,Polymer,2.,工程材料的分类,按属性分类：,金属材料,陶瓷材料,高分子材料,复合材料,2.,工程材料的分类,按功能：,结构材料,功能材料,生物材料,智能材料,信息材料,按材料维度：,三维块体材料,二维薄膜材料,一维纤维材料,零维纳米材料,材料类别不同，则性能不同、用途不同、成型的技术也不同。,材料、信息、能源称为现代技术的三大支柱。,复合材料,工程材料,金属材料,陶瓷材料,高分子材料,3.,什么是金属材料,金属材料,以金属元素为主要成分、原子通过金属键结合而成的一类固体材料。,金属材料,铁合金：钢、铸铁,非铁合金：铜、铝、钛、镁及其合金,公元前,6000,年：人类,发明,金属冶炼,1,公元前,4000,年：古埃及人,掌握,炼铜技术,1,公元前,2500,年：中国人开始,使用,铁,公元,18,世纪末：瓦特,(JamesWatt,1736,1819,，英国,),发明了蒸汽机以后，大量使用铁轨,和铸铁管，铸铁的冶炼才走上工业,化生产的道路。,从此，金属材料在材料工业中就占有了统治性的主导地位。,4.,金属材料的发展历史,4.,金属材料的发展历史,1820,年：（英）法拉第开始研究合金钢,1839,年：巴比特研制出轴承合金,1856,年：（德）贝斯麦在转炉中将生铁精炼成钢,1906,年：泰勒和霍特研制出高速钢,1912,年,：（,美）海恩兹发明钨铬钴硬质合金,1923,年：克虏伯公司发明钨钴硬质合金,1940,年,：（,日）北圆一郎等发明特超硬铝,1948,年,：（美）米尔斯研制出球墨铸铁,1959,年：福特公司研制出,TiC,金属陶瓷切削刀具,（,TiC-Ni-Mo,合金）,1970,年：美国和瑞典研制出粉末高速钢,5.,金属材料的优越性,自,20,世纪,50,年代以后，高分子材料、先进陶瓷材料、复合材料迅速发展，开始出现一些金属材料的“代用品”。那么钢铁材料是否已经进入“夕阳”工业了哪？,否。金属材料具有其他材料,不能完全取代,的,独特性质和使用性能,。,金属材料,高 模 量,高 韧 性,高 磁 性,高 导电 性,6.,金属材料的研究现状,当前，金属材料的研究领域包括：,高纯材料,优异的软磁性、良好的耐腐蚀性、高残余电阻率，用于高真空容器、核反应堆等。,高强度材料,可减轻重量，用于航空航天、深海潜艇、原子能等领域。,超易切削钢,提高刀具寿命,30,倍，降低成本、节约能源。,硬质合金与金属陶瓷,高硬度、高耐磨性、耐高温、抗氧化，用于刀具、磨具、轧辊、轴承等领域。,高温合金与难熔合金,超过,1300,有很高强度，用于飞机发动机等。,6.,金属材料的研究现状,6.,金属基复合材料,高比强度、高比弹性模量，用于航空航天等领域。,7.,共晶合金定向凝固材料,超高温下呈现更高强度，用于制造涡轮叶片等。,8.,金属非晶及微晶材料,通过快速冷凝而得到，如金属玻璃、金属微晶材料。前者具有超耐腐蚀性、高磁导率、低热胀系数等，用于变压器铁心；后者具有高强度、高韧性、高抗疲劳断裂性等。,9.,金属间化合物,原子按照金属健与部分共价键结合，高温强度高、抗氧化性好、弹性模量高、密度低，应用于多领域。,10.,纳米金属材料,颗粒径,100nm,的金属材料，具有超导性。用于电子工业、原子能工业、航空航天工业、化学工业等。,毛坯选择,车削,传统的有,现代的有,有液态成形毛坯,塑性成形毛坯,连接成形毛坯,粉末冶金成形,型材等毛坯,车削、刨 削、铣削,拉削、镗削、磨削等,数控加工、电火花加工、激光加工等特种加工方法,机械加工方法,一个具体零件的加工往往可用,多种不同的加工方法,，而每种加工方法所能达到的加工精度、加工质量、加工范围、加工效率是不同的。,预先热处理,：,为使切削加工能顺利进行，可通过预先热处理调整硬度，为切削加工做好组织准备。,最终热处理：,使材料的性能达到要求。,第一节 高炉炼铁,2024/11/29,/,11:45:04,25,武钢三烧,396m,2,鼓风环式冷却机,知识要点,1.,说出常见的铁矿石及其主要成份；,2.,知道炼铁的原理及各流程的作用；,3.,正确写出炼铁反应的有关,化学方程式,并进行有关的,计算,。,一、常见的几种铁矿石,黄铁矿,菱铁矿,磁铁矿,主要成分,Fe,3,O,4,主要成分,Fe,2,O,3,赤铁矿,主要成分中的含铁量,Fe:56 C:12 S:32 O:16,主要成分,FeCO,3,主要成分,FeS,2,常见的几种铁矿石的成分,黄铁矿,主要成分,FeS,2,菱铁矿,主要成分,FeCO,3,磁铁矿,主要成分,Fe,3,O,4,主要成分,Fe,2,O,3,赤铁矿,70%,72%,48%,56%,主要成分中的含铁量,探究之旅,要完成铁的冶炼通常考虑哪些主要方面的问题？,冶炼原理,；,冶炼原料,；,冶炼装置,(,设备,),等。,如何从铁矿石中得到铁呢,?,以,赤铁矿,(,主要成分,Fe,2,O,3,),为例。,Fe,2,O,3,Fe,CO,高温,炼铁原理,在高温下，可以用,CO,从铁矿石中还原出铁。,炼铁原料:,焦炭,:,石灰石,:,一氧化碳,铁矿石,:,铁,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe+3CO,2,高温,2024/11/29,/,11:45:04,32,高炉生产工艺流程,2024/11/29,/,11:45:04,33,高炉结构,高炉是由耐火材料砌筑而成,竖式圆筒形炉体,，外有钢板制成炉壳加固密封，内嵌冷却器保护，炉子自上而下依次分为,炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸,五部分。炉缸部分设有风口、铁口和渣口，炉喉以上为装料装置和煤气封盖及导出管。,A,B,氧化铁,一氧化碳,石灰水,二、实验室炼铁：,右边酒精灯的作用？,实验开始：,先通一氧化碳,再加热,实验结束：,先停止加热,继续,通一氧化碳到试管冷却,实验现象：,红色,固体变成,黑色,；,澄清石灰水变浑浊。,录像,红色,固体变成,黑色,；,澄清石灰水变浑浊。,写出反应的化学方程式：,Fe,2,O,3,+,3,CO,2Fe+,3,CO,2,高温,还原剂？还原反应？,高温,条件下用,一氧化碳,把,铁,从其,氧化物,中还原出来,Fe,2,O,3,+,3CO,2Fe+,3CO,2,高温,还原反应：,氧化物中的氧被夺去的反应。,夺取氧的物质叫做,还原剂,。,失氧，,被还原,我是,还原剂,！,炼铁原理,炼铁高炉示意图,三、工业炼铁,1,.,原料,:,3,.,设备,:,高炉,铁矿石,焦炭,石灰石,2,.,原理,:,高温,Fe,2,O,3,+3CO 2Fe+3CO,2,